Експериментальне дослідження постударної рідини псевдозрідження в зернистому шарі для руйнування осаду
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.199035Ключові слова:
зернистий матеріал, зіткнення, псевдозрідження, порожнина рідини, седиментація, в'язкість, сила опоруАнотація
Ударна рідина може бути використана для запобігання седиментації в потоці труби і в процесі змішування. Седиментація є проблемою, яка часто виникає при транспортуванні рідини і псевдозрідженні. Поведінка зернистого матеріалу при зіткненні − це явище, яке рідко вивчається. Даний стан важко піддається спостереженню через положення складних рухів рідини в шарі. У дослідженні робиться спроба визначити поведінку псевдозрідження при різних розмірах зерен. В ході експериментальних досліджень спостерігався ефект удару в зернистий шар. В якості інструменту для процесу спостереження використовується комірка Хелі-Шоу. Середовищем для псевдозрідження служить скляний пісок. Високошвидкісну рідину за короткий час впорскують в зернистий шар. Зернистий матеріал рухається завдяки тиску зіткнення при псевдозрідженні. Рух зернистого матеріалу спостерігають за допомогою камери для визначення поведінки зернистого матеріалу. Основним результатом дослідження є виявлення двох вельми різних режимів. Існує два типи постударного псевдозрідження. Першим типом є рідинна порожнина і псевдозрідження. Цей стан починається з розширення порожнини рідини з подальшим процесом псевдозрідження. Порожнина рідини виникає коли ударний тиск рідини штовхає зернистий матеріал вгору. Зернисті зв'язки утримують зв'язок частинок і утворюють порожнину. Псевдозрідження після розширення порожнини − це рух осідання, на який впливає сила тяжіння, плавучість, опір і зернисті зв'язки. Інший тип − це локальний псевдозріджений стан. Межа виникнення рідинної порожнини і псевдозрідження спостерігається при числі Рейнольдса зіткнення. Число Рейнольдса зіткнення розраховують за швидкістю проникнення ударної рідини в зернистий матеріал і помноженому розміру частинок, поділеному на в'язкість. Подальше зіткнення порожнини рідини відбувається при числі Рейнольдса процесу зіткнення менше 4000 (область ламінарної і перехідної течії). Локальний псевдозріджений стан має Re зіткнення більше 4000, а псевдозрідження слідує за потоком і негайно зникає. Цей стан призводить до того, що зв'язок зерен не може підтримувати агломерацію зеренПосилання
- Amen'abar, I. M. F. (2009). Exploring Analogies Between Granular Materials And Fluids. University of Pittsburgh. Available at: http://d-scholarship.pitt.edu/9438/1/Figueroa_Isabel_2009_6.pdf
- Melentiev, R., Fang, F. (2019). Theoretical study on particle velocity in micro-abrasive jet machining. Powder Technology, 344, 121–132. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.12.003
- Miedema, S. A. (2016). The heterogeneous to homogeneous transition for slurry flow in pipes. Ocean Engineering, 123, 422–431. doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2016.07.031
- Tomita, Y., Nagato, T., Takeuchi, Y., Takeuchi, H. (2020). Control of residence time of pharmaceutical powder in a continuous mixer with impeller and scraper. International Journal of Pharmaceutics, 586, 119520. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2020.119520
- Haas, K., Obernberger, J., Zehetner, E., Kiesslich, A., Volkert, M., Jaeger, H. (2019). Impact of powder particle structure on the oxidation stability and color of encapsulated crystalline and emulsified carotenoids in carrot concentrate powders. Journal of Food Engineering, 263, 398–408. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.07.025
- Zhao, W., Wang, K., Cheng, Y., Liu, S., Fan, L. (2020). Evolution of gas transport pattern with the variation of coal particle size: Kinetic model and experiments. Powder Technology, 367, 336–346. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2020.03.061
- Duarte, C. F., Nadim, N., Chandratilleke, T. T. (2019). Experimental study of granular bed erosion and sedimentation subjugated to the secondary flow structures in curved ducts. Advances in Mechanical Engineering, 11 (11), 168781401988525. doi: https://doi.org/10.1177/1687814019885255
- Hyun, I.-H., Cheon, S., Kim, D., Seck, D., Choi, S. (2014). Improvement of Fire Hydrant Design to Enhance Water Main Flushing. Procedia Engineering, 70, 857–863. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.02.094
- Tang, Z., Wu, W., Han, X., Zhao, M. (2017). An Experimental Study of Two-Phase Pulse Flushing Technology in Water Distribution Systems. Water, 9 (12), 927. doi: https://doi.org/10.3390/w9120927
- Lakusic, S. (2018). Physical model study for evaluation of jet impact on sediment flushing. Journal of the Croatian Association of Civil Engineers, 70 (09), 811–818. doi: https://doi.org/10.14256/jce.1499.2015
- Fan, W., Bao, W., Cai, Y., Xiao, C., Zhang, Z., Pan, Y. et. al. (2020). Experimental Study on the Effects of a Vertical Jet Impinging on Soft Bottom Sediments. Sustainability, 12 (9), 3775. doi: https://doi.org/10.3390/su12093775
- Thaha, M. A., Triatmadja, R., Yuwono, N., Nizam, N. (2018). Minimum Jet Velocity for Unbounded Domain Fluidization as a New Dredging Methods. Engineering Journal, 22 (5), 1–11. doi: https://doi.org/10.4186/ej.2018.22.5.1
- Philippe, P., Badiane, M. (2013). Localized fluidization in a granular medium. Physical Review E, 87 (4). doi: https://doi.org/10.1103/physreve.87.042206
- Zoueshtiagh, F., Merlen, A. (2007). Effect of a vertically flowing water jet underneath a granular bed. Physical Review E, 75 (5). doi: https://doi.org/10.1103/physreve.75.056313
- Alsaydalani, M. O. A., Clayton, C. R. I. (2014). Internal Fluidization in Granular Soils. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 140 (3), 04013024. doi: https://doi.org/10.1061/(asce)gt.1943-5606.0001039
- Montellà, E. P., Toraldo, M., Chareyre, B., Sibille, L. (2016). Localized fluidization in granular materials: Theoretical and numerical study. Physical Review E, 94 (5). doi: https://doi.org/10.1103/physreve.94.052905
- Liu, Y., Li, M., Su, P., Ma, B., You, Z. (2020). Porosity Prediction of Granular Materials through Discrete Element Method and Back Propagation Neural Network Algorithm. Applied Sciences, 10 (5), 1693. doi: https://doi.org/10.3390/app10051693
- Singh, A., Magnanimo, V., Saitoh, K., Luding, S. (2014). Effect of cohesion on shear banding in quasistatic granular materials. Physical Review E, 90 (2). doi: https://doi.org/10.1103/physreve.90.022202
- Blott, S. J., Pye, K. (2012). Particle size scales and classification of sediment types based on particle size distributions: Review and recommended procedures. Sedimentology, 59 (7), 2071–2096. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2012.01335.x
- Betancourt, F., Concha, F., Uribe, L. (2015). Settling velocities of particulate systems part 17. Settling velocities of individual spherical particles in Power-Law non-Newtonian fluids. International Journal of Mineral Processing, 143, 125–130. doi: https://doi.org/10.1016/j.minpro.2015.07.005
- Valverde, J. M. (2013). Fluidization of Fine Powders: Cohesive versus Dynamic Aggregation. The 14th International Conference On Fluidization – From Fundamentals to Products. Available at: https://dc.engconfintl.org/cgi/viewcontent.cgi?article=1006&context=fluidization_xiv
- Kulkarni, N. J., Mathpati, C. S., Mandal, D., Dalvi, V. H. (2019). Minimum Fluidization Velocity of Intermediate Sized Particles in Conventional and Packed Fluidized Bed. International Journal of Chemical Reactor Engineering, 17 (10). doi: https://doi.org/10.1515/ijcre-2018-0321
- Zhong, W., Ji, X., Li, C., Fang, J., Liu, F. (2018). Determination of Permeability and Inertial Coefficients of Sintered Metal Porous Media Using an Isothermal Chamber. Applied Sciences, 8 (9), 1670. doi: https://doi.org/10.3390/app8091670
##submission.downloads##
Опубліковано
2020-08-31
Як цитувати
Yudiyanto, E., Wardana, I. N. G., Hamidi, N., & Widhiyanuriyawan, D. (2020). Експериментальне дослідження постударної рідини псевдозрідження в зернистому шарі для руйнування осаду. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(6 (106), 15–23. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.199035
Номер
Розділ
Технології органічних та неорганічних речовин
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Eko Yudiyanto, I Nyoman Gede Wardana, Nurkholis Hamidi, Denny Widhiyanuriyawan
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
